Лабораторная работа № 1 Разъединители, отделители, короткозамыкатели Цель работы: ознакомится с назначением, конструкцией и областью применения разъединителей, отделителей и короткозамыкателей. Порядок выполнения работы: Изучить назначение и область применения разъединителей, отделителей и короткозамыкателей Ознакомится с конструкцией разъединителей, отделителей и короткозамыкателей, установленных на учебной подстанции УНПК ОГУ ; Изучить назначение, типы и конструкцию приводов разъединителей, отделителей и короткозамыкателей; оформить отчет по лабораторной работе. Разъединители предназначены для создания видимого разрыва в электрических цепях между оборудованием, выводимым в ремонт и остающимся под напряжением, т.е. для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением, а также заземления отключенных участков при помощи заземлителей. Поэтому разъединители, помимо основных ножей, имеет заземляющие ножи, устанавливаемые с одной или с двух сторон. В первом случае при включении заземляющего ножа заземляется лишь участок линии, присоединенный к разъединителю со стороны заземляющего ножа. Во втором случае заземляются участки цепи, присоединенные к обеим сторонам разъединителя. В разъединителях для систем с изолированной нейтралью ножи заземления соединяются шиной друг с другом и с землей. Для исключения ошибочных действий между основными и заземляющими ножами предусмотрена блокировка между валами этих ножей. Ввиду того, что контактная система разъединителя не имеет дугогасительных устройств, им нельзя отключать даже токи нагрузки, не говоря уже о токах КЗ. Чтобы исключить ошибочные действия с разъединителями в распределительных устройствах устанавливают блокировки, которые независимо от степени внимательности персонала разрешают оперировать с разъединителями лишь тогда, когда связанный с ними выключатель находится в положении «отключено». К разъединителям предъявляются следующие основные требования: создание видимого разрыва в воздухе, электрическая прочность которого соответствует максимальному импульсному напряжению; должны обладать электродинамической и термической стойкостью при протекании токов КЗ; исключение самопроизвольных отключений; четкое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер). Обозначения разъединителей расшифровываются следующим образом: Р – разъединитель; В – для внутренней установки; Н – для наружной установки; Л – наличие линейного контакта; О – однополюсный; З – наличие заземляющих ножей: 1 – один заземляющий нож; 2 – два заземляющих ножа; Д – двухколонковый. После буквенных обозначений указываются также напряжение (кВ) и ток (А), на которые рассчитан разъединитель. Трехфазные разъединители на номинальные токи до 1000 А и напряжением до 35 кВ выполняются на общей раме, на токи более 1000 А и напряжением более 35 кВ выполняются однополюсными и затем на месте установки монтируются в трехполюсные разъединители. Разъединители внутренней установки трехполюсные. Для трехполюсных разъединителей внутренней установки на напряжение 10 кВ характерна серия - РВ, они изготовляются на ток 400, 630 и 1000 А. Серии РВРЗ-III-10/2000 МУЗ - на номинальное напряжение 10 кВ и номинальный ток 2000 А; РРИ - на номинальное напряжение 10 кВ и номинальные токи 400 А. Контактная система разъединителей серии РРИ состоит из подвижных и неподвижных контактных ножей, закрепленных на цельнопрессованной изолирующей раме. Вращение контактных ножей при оперировании осуществляется посредством рычажных тяг. Имеются типоисполнения с одним и двумя заземлителями. Разъединители серии РРИ дополнительно могут комплектоваться предохранителями. Разъединители внутренней установки в однополюсном исполнении. Серии РВО - на номинальное напряжение 10 кВ и номинальные токи 400, 630 и 1000 А; РВК - на 2000 А; РВРЗ - на номинальное напряжение 10 кВ и номинальный ток 2500, 4000 А, и 20 кВ - номинальный ток 4000, 6300 и 8000 А; РРЧЗ - на номинальное напряжение 20 кВ и номинальный ток 6300 А; РВПЗ на номинальное напряжение 20 кВ и номинальный ток 12500 А. Разъединители серии РРЧЗ-20/6300 МУЗ используются при частых коммутациях при оперативном присоединении обратимого агрегата, пускаемого в насосный режим, к пусковому устройству - тиристорному преобразователю частоты на гидроаккумулирующих электростанциях. Разъединители - вертикальнорубящего типа. Состоят из цоколя, изоляционной и контактной систем, заземлителя. Контактная система, в свою очередь, состоит из подвижных и неподвижных контактных ножей. Разъединитель серии РВПЗ-20/12500НУЗ - с поступательным движением контактных ножей. Предусмотрен вариант для вертикальной установки. В практике электроэнергетики широкое распространение получила серия разъединителей на напряжения 10-20 кВ и номинальные токи от 2000 до 12500 А. Принципиальной особенностью данной серии стало применение тонкостенных жестких коробчатых профилей при проектировании их подвижных и неподвижных контактов, контактных соединений и токоведущих систем в целом. Аппаратам этого ряда в разное время (и разным по назначению) присваивались типовые обозначения РВК, РОН, РВР, РВП. Именно тонкостеннопрофильные геометрии токоведущих элементов стали, как показал опыт, единственно возможными решениями при разработке разъединителей и выключателей на генераторные классы напряжения. В результате были выполнены разработки генераторных аппаратов с естественным свободным теплоотводом на номинальные токи до 20000 и даже 30000 А с любой необходимой электродинамической и термической стойкостью в аварийных режимах работы. На рис.1 представлен общий вид трехполюсного разъединителя на 10 кВ, 2000 А в отключенном положении, отражающий особенности новой отечественной серии этих аппаратов, рассчитанных на управление ручными рычажными приводами. Рис.1 В разъединителях этой серии примене ны тонкостенные жесткие профили не только для токоведущих систем, но также и для стальных опорных и несущих элементов конструкции. Поэтому аппараты этой серии получили типовое обозначение РК (разъединитель коробчатый). На рис.2 приведен конструктивный чертеж разъединителя на 10 кВ, 1000 А. Он может выпускаться в однополюсном и трехполюсном исполнениях (с односторонним или двухсторонним расположением ножей заземления) и включает в себя встроенную в основание 1 разъединителя систему механической блокировки главных ножей 2, а также ножи заземления 3 и 4. В конструкциях разъединителей этой системы используются полимерные опорные изоляторы 5. Неподвижные контакты 6 и 7 выполнены в виде тонкостенных, спаренных между собой уголков. Вертикально расположенные стороны этих уголков максимально сближены между собой и соединены в верхней части в единую контактдеталь. Другие стороны уголков развернуты во внешние стороны и являются одновременно неподвижными контактами ножей заземления. В неподвижных контактах 7, между вертикальными сторонами уголков, расположены стальные контактодержатели с закрепленными в них ферромагнитными пластинами. Рабочие поверхности контактов выполнены из серебряных пластин. Конструктивные решения ножей заземления также имеют свои принципиальные особенности. В них полностью сняты механические усилия в месте соединения самих ножей и их держателей с приводным валом заземления, а, соответственно, в значительной мере уменьшены усилия на рукоятке привода. Достигнуто это путем придания держателю петлеобразной формы с жестким присоединением концов петли к валу заземления посредством сварки и свободной подвески к этому держателю контакт-деталей ножа заземления с прикрепленными к ним гибкими связями, далее соединенными с контуром заземления основания разъединителя. Рис.2 Для КРУ типа «Аврора» компания ОАО «ПО Элтехника» приступила к серийному производству разъединителей на напряжение 6 – 10 кВ типа РТ по лицензии итальянской фирмы «Sarel». Разъединители РТ (рис.3,5) разработаны с учетом современных требований МЭК и ГОСТ к обеспечению надежности оборудования, безопасности его эксплуатации и обслуживания. Достоинства разъединителей РТ: - малые габариты и вес достигнуты за счет применения современных технологий и полимерных материалов с высокими электроизоляционными и механическими характеристиками; - высокая коммутационная способность; - безопасность эксплуатации и обслуживания обеспечивается конструктивным исполнением разъединителей в виде трехпозиционных коммутационных аппаратов, что исключает ошибки оперативного персонала; наличием видимого разрыва в цепи главных контактов; наличием механического указателя положения главных контактов (рис.4); конструктивными особенностями аппаратов, позволяющими организовать замковые блокировки аппарата во всех положениях, а также механические и электромеханические блокировки с другими аппаратами. разнообразие технических решений обеспечивается благодаря возможности комплектования аппаратов различными приводами, изоляторами с емкостными делителями, блок-контактами, блоками дистанционного управления. - минимум обслуживания обеспечивается благодаря отсутствию нуждающихся в постоянной регулировке рычагов и узлов сочленения. Рис.3Трехпозиционный разъРис.4 Положение главных контактов определяединитель РТ ется по механическому указателю на мнемосхеме. Рис.5 Общий вид разъединителя РТ Разъединители для наружной установки (серия – РН) отличаются от разъединителей внутренней установки более усиленной изоляцией и большими размерами. Кроме этого разъединители напряжением более 10 кВ снабжаются льдоломающим устройством. Разъединитель типа РНД З- наружный, двухколонковый (рис.6) - имеет две колонны изоляторов 2, установленные вертикально в подшипниках на стальной раме 1 и связанны между собой системой рычагов. При повороте изоляторов поворачиваются и ножи 5 и 6, укрепленные на головках изоляторов. Зажимы 3 для присоединения проводников к разъединителю укреплены на головках изоляторов шарнирно и соединены с ножами гибкими лентами 4. При вращении изоляторов они не поворачиваются. Контакты разъединителя находятся в месте стыка ножей. Они состоят из ряда пластин, укрепленных на одном ноже, и «лопатки» — на другом ноже. Давление в контактах создается пружинами. Ножи разъединителя приспособлены для работы в зимнее время при гололеде. Они состоят из двух пластин, соединенных шарнирно (на рисунке не показаны). В процессе отключения нож «ломается» и разрушает лед, образовавшийся на контактах. Разъединители снабжены ножами для заземления 7 — одним или двумя на полюс. В отключенном положении ножи расположены горизонтально у основания разъединителя. При включении они поворачиваются в вертикальной плоскости на угол 90°. При этом контакт на конце заземляющего ножа соединяется с особым контактом на главном ноже. Рисунок 6 – разъединитель горизонтально-поворотного типа РНДЗ-2-110/2000: 1 - рама; 2 - опорный изолятор; 3 - наконечник для присоединения шин; 4 - гибкая связь; 5 - главный нож с ламелями; 6 - главный нож без ламелей; 7 - заземляющие ножи; 8 - тяга к приводу; 9 – привод. Полюсы трехполюсного разъединителя связаны между собой рычажной системой и управляются с помощью тяги приводом. Средний полюс является ведущим, крайние полюсы — ведомыми. Заземляющие ножи имеют отдельные приводы, блокированные с приводами главных ножей. На рис.7,8,9 показан общий вид разъединителей серии РГ на 35 – 220 кВ. Структура условного обозначения: РГН 11. Х 1 Х 2 Х 3 Х 4 Х 5: Р - разъединитель; Г- горизонтально- поворотного типа; Н - нормальный уровень изоляции по ГОСТ 1516.3-96 (в исполнении с полным грозовым импульсом 550 кВ индекс отсутствует); П - с полимерной изоляцией (в исполнении с фарфоровой изоляцией индекс отсутствует); Х1- количество заземлителей (1 или 2); Х2 - для килевой или вертикальной установки (К или В); Рис.7 РГП.2-35IV/1000 УХЛ1 Рис.8 РГНП-110III/1000 Х3 - номинальное напряжение (35 или 110 или 220), кВ; Х4 - исполнение фарфоровой изоляции II* по ГОСТ 9920-89 (в исполнении I индекс отсутствует); Х5 - номинальный ток (1000 или 2000), А. Рис.9 Разъединитель РГН.1-220II/2000 Технические характеристики этих разъединителей приведены в таблицах 1-4 Таблица 1 РГП-5/2000УХЛ1 РГ35.II/2000УХЛ1 РГ-35/2000УХЛ1 РГ-35/1000УХЛ1 Наименование технических характеристик РГ35.II/1000УХЛ 1 РГП-5/1000УХЛ1 Обозначение разъединителей 35 Номинальное напряжение, кВ 40,5 Наибольшее рабочее напряжение, кВ Номинальный ток, А Наибольший пик номинального кратковременного выдерживаемого тока (ток электродинамической стойкости), кА Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА Время протекания номинального кратковременного выдерживаемого тока, с: - для контактного ножа+ - для заземлителей 1000 2000 40 80 16 31,5 1 3 Таблица 2 Номинальное напряжение, кВ Наибольшее рабочее напряжение, кВ Номинальный ток, А Наибольший пик номинального кратковременного выдерживаемого тока (ток электродинамической стойкости), кА Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА 110 126 1000 2000 80 100 31,5 40 РГП-110/2000УХЛ1 РГП-110.II/2000УХЛ1 РГП-110/2000УХЛ1 РГП-110/1000УХЛ1 РГ-К110.II/1000УХЛ1 РГ-К-110/1000УХЛ1 РГ-110.II/1000УХЛ1 Наименование технических характеристик РГ-110/1000УХЛ1 Обозначение разъединителей Время протекания номинального кратковременного выдерживаемого тока, с: - для контактных ножей - для заземлителей 3 1 Т а б л и ц а 3 Номинальное напряжение, кВ Наибольшее рабочее напряжение, кВ РГН110.II/2000УХЛ1 РГНП110/2000УХЛ1 РГН-К110.II/1000УХЛ1 РГН-В110/1000УХЛ1 РГН-В110.II/1000УХЛ1 РГНП110/1000УХЛ1 РГН-110/2000УХЛ1 РГН-К-110/1000УХЛ1 РГН110.II/1000УХЛ1 Наименование технических характеристик РГН-110/1000УХЛ1 Обозначение разъединителей 110 126 Номинальный ток, А Наибольший пик номинального кратковременного выдерживаемого тока (ток электродинамической стойкости), кА Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА Время протекания номинального кратковременного выдерживаемого тока, с: - для контактных ножей - для заземлителей 1000 2000 80 100 31,5 40 3 1 Таблица 4 Номинальное напряжение, кВ 220 РГН-220.II/2000УХЛ1 РГН-220/2000УХЛ1 РГН-220.II/1000УХЛ1 РГН-220/1000УХЛ1 РГ-220.II/2000УХЛ1 РГ-220/2000УХЛ1 РГ-220.II/1000УХЛ1 Наименование технических характеристик РГ-220/1000УХЛ1 Обозначение разъединителей Наибольшее рабочее напряжение, кВ Номинальный ток, А Наибольший пик номинального кратковременного выдерживаемого тока (ток электродинамической стойкости), кА Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА Время протекания номинального кратковременного выдерживаемого тока, с: - для контактных ножей - для заземлителей 252 1000 2000 1000 2000 80 100 80 100 31,5 40 31,5 40 3 1 Условия эксплуатации разъединителей серии РГ : высота над уровнем моря не более 1000 м.; номинальная частота- 50, 60Гц; температура окружающего воздуха от минус 60 0 с до плюс 40 0 с; толщина корки льда при гололеде 20 мм; скорость ветра при гололеде 15 м/с; при отсутствии гололеда 40 м/с; Тип привода для управления контактными ножами ручной ПРГ-6УХЛ1 или электродвигательный ПДГ-9УХЛ1; для управления заземлителями ручной ПРГ-6УХЛ1 или электродвигательный ПДГ-9УХЛ1. Разъединители снабжены переключателя управления приводом ПДГ-9УХЛ1 (местное или дистанционное). Напряжение питания привода, В: - электродвигателя - цепей блокировки - цепей дистанционного управления - цепей местного управления 380 переменного тока 220 постоянного тока 220 постоянного тока 380 переменного тока Вид блокировки между контактными ножами и заземлителями - механическая и электромагнитная. Число свободных блокконтактов контактных ножей, шт.: - нормально открытых (НО) 10 - нормально закрытых (НЗ) 8 Число свободных блокконтактов на одном заземлителе, шт.: - нормально открытых (НО) 6 - нормально закрытых (НЗ) 5 Нормируются также величины максимального емкостного тока отключения (силовые линии, кабели, шины) и максимального индуктивного тока отключения (трансформаторы). Механический ресурс составляет 10000 циклов. Время выполнения одной операции (”включено” или “отключено”) контактными ножами 16 с. Конструкция Разъединители серии РГ с нормальным уровнем изоляции по ГОСТ 1516.3, как и разъединители с повышенной электрической прочностью, выполнены с улучшенными эксплуатационными свойствами. Присоединительные размеры новых разъединителей выбраны с учетом возможности установки их на существующие опорные конструкции разъединителей серии РДЗ. Разъединители представляют собой двухколонковые аппараты с поворотом контактных ножей в горизонтальной плоскости. Разъединители состоят из главной токоведущей системы, опорной изоляции, несущей рамы и заземлителей. Контактные ножи разъединителей на номинальные напряжения 35 и 110 кВ выполнены из медных шин, ножи разъединителей на номинальное напряжение 220 кВ - из медных труб, к которым закреплены ламели из бронзового сплава и контакты типа “кулачек”. Выводные контакты выполнены с переходными контактными роликами и герметично закрыты. Это обеспечивает стабильное контактное нажатие в течение всего срока службы и небольшие усилия оперирования на рукоятке ручного привода. Контактирующие поверхности разъемного и выводного контактов покрыты серебром. Изоляторы разъединителей выполнены из высокопрочного фарфора. Несущая рама состоит из двух швеллеров с установленными на них поворотными основаниями. Изоляторы разъединителя РГ35 установлены на усиленное основание, позволяющее не проводить дополнительных регулировок колонок после приложения к контактному выводу нагрузки (тяжения) до 500Н. Основания разъединителей РГ-110 и РГ-220 закреплены к швеллерам на шпильках с возможностью регулировки наклона основания. Заземлители выполнены из алюминиевых труб, к которым закреплены ламели из бронзового сплава, которые при включении врубаются в пластинчатые контакты на контактных ножах. Контур заземления замыкается через гибкий проводник, соединяющий вал заземлителей и цоколь ведущего или ведомого полюсов. Управление разъединителями и заземлителями на напряжения 110 и 220 кВ осуществляется отдельными приводами: двигательными ПДГ-9УХЛ1 или ПРГ-6УХЛ1. Управление главными контактными ножами разъединителей 35 кВ может осуществляться как приводами ПДГ-9УХЛ1, так и приводами ПРГ-5УХЛ1. Управление заземлителями разъединителей на 35 кВ осуществляется приводом ПРГ-5УХЛ1. Привода устанавливаются на поставляемый в комплекте с разъединителем кронштейн. Приводы ПДГ-9УХЛ1, ПРГ-6УХЛ1 и ПРГ-5УХЛ1 комплектуются переключающими устройствами типа ПУ на базе герконов взамен коммутирующих устройств типа КСА и модернизированной электромагнитной блокировкой типаЗБ-1М с ключом электромагнитным КЭЗ-1М и ключом КМ-1 для аварийного деблокирования. Поверхности разъема крепления заземлителей и шарнирной передачи “разъединитель-привод” разъединителя РГ-35 имеют рифление, что позволяет легко проводить монтаж и регулировку разъединителя без применения сварочных работ. Наличие шарнирной передачи и механической блокировки ножей позволяет размещать блоки привода несоосно с валами рычагов разъединителя при отклонении оси передачи от вертикали на угол до 30 0. Разъединители поставляются для монтажа однополюсной, двухполюсной или трехполюсной установок на горизонтальной плоскости. Разъединители РГН-В-110/1000УХЛ1 и РГН-В-110.II/1000УХЛ1 предназначены для установки на вертикальной плоскости. По требованию заказчика поставка разъединителя РГ-35 может осуществляться полностью смонтированным комплексом на металлоконструкции. ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА 1. Изоляция разъединителей РГ-110 и РГ-220 выдерживает более высокое испытательное напряжение грозового импульса относительно земли и между полюсами, поэтому они могут использоваться и в высокогорных районах. 2. Контакты главных ножей и заземлителей выполнены с использованием контактных стержней из бронзового сплава, что позволило отказаться от пружин и регулировок контактного нажатия в течение всего срока службы. Контакты главных ножей имеют напайки из пластинчатого серебра толщиной 0,8 мм. 3. Использование выводных контактов скользящего типа (вместо гибких связей) с вращением на закрытых шарикоподшипниках качения с зало- женной в них долговременной смазкой на весь срок эксплуатации и с герметичным уплотнением подшипников и скользящих контактов. 4. В основаниях поворотных колонок установлены закрытые шарикоподшипники, не требующие дополнительной смазки в течение всего срока службы. 5. Разъединители оснащены ручными приводами типа ПРГ-6УХЛ1 или электродвигательными приводами ПДГ-9УХЛ1. ПДГ-9УХЛ1 выполнен из двух отдельных блоков (исполнения и управления) имеющих между собой электрическую связь и позволяет оперировать также и двумя группами разъединителей. Возможно дистанционное управление аппаратом. 6. Все части разъединителей и приводов имеют стойкие антикоррозионные покрытия (в т.ч. горячее и термодиффузионное цинкование, полимерные покрытия). 7. Разъединители РГ-110; РГ-220; РГН-110; РГН-220 поставляются укрупнёнными узлами (более полная заводская готовность), а РГ-35 может поставляться полностью смонтированным на одной металлоконструкции, что существенно снизит затраты при монтаже. 8. В комплект поставки входит кронштейн для установки приводов, крепящийся непосредственно к цоколю разъединителя. Конструкция этих разъединителей показана на рисунках 10 и 11. Рис.10 Трехполюсный разъединитель с несущей металлоконструкцией Рис.11 конструкция полюса Ручной привод типа ПРГ-6УХЛ1 предназначен для оперирования контактными ножами и заземлителями разъединителей серии РГ на номинальные напряжения 110 и 220 кВ. В структуре условного обозначения привода ПРГ-6-ХХУХЛ1 принято: П -привод; Р- ручной; Г-коммутирующие устройства типа ПУ на базе герконов; 6 -модификация; ХХ -исполнение в зависимости от количества коммутируемых вспомогательных цепей ПУ; 00 -16 цепей (для разъединителей); 01-8 цепей (для заземлителей); УХЛ1 -климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69. Условия эксплуатации; высота над уровнем моря не более 1000 м; температура окружающего воздуха от минус 60 0 с до плюс 40 0 С. Технические данные приведены в таблице 5 Таблица 5 Угол поворота выходного вала, град Степень защиты от пыли и дождя по ГОСТ 14254 Тип блокировки Напряжение питания цепей блокировки, В Степень защиты от пыли и дождя по ГОСТ 14254-96 Масса, кг 190 400 Электромагнитная на базе замка ЗБ-1МУХЛ1 постоянный ток 220 IP63 12,7 Конструкция Привод состоит из корпуса, выходного вала, механизма фиксации с приводным рычагом, коммутирующего устройства типа ПУ, электромагнитной блокировки на базе блок-замка ЗБ-1МУХЛ1, кабельных вводов (рис.12). Доступ к внутренним механизмам привода (при монтаже и наладке) осуществляется после отпирания замка специальным ключом и опускания крышки корпуса вниз. Для соединения с валом разъединителя или заземлителя на выходном валу крепится муфта, к которой шарнирно крепится рукоятка оперирования. При оперировании она устанавливается в горизонтальное положение и фиксируется фиксатором, а по окончании оперирования устанавливается в вертикальном положении и может замыкаться висячим замком. Преимущества приводов типа ПРГ-6УХЛ1 1. Упрощение конструкций привода за счет исключения дополнительных передаточных звеньев от вала привода к валу ПУ, так как вал переключающего устройства расположен соосно с выходным валом привода. 2. Опоры выходного вала выполнены на подшипниках, не требующих смазки в течение всего срока эксплуатации. 3. Рукоятка привода является составной частью конструкции привода и выполнена откидной с возможностью замыкания навесным замком в крайних положениях привода. 4. Соединительная муфта позволяет выполнить соединения с разъединителем или заземлителем без сварочных операций. 5. Корпус привода выполнен литым из алюминиевого сплава. Двигательный электропривод типа ПДГ-9УХЛ1 Рис.12 Предназначен для оперирования контактными ножами и заземлителями разъединителей серии РГ на номинальные напряжения 35, 110 и 220 кВ, а также группой из двух трехполюсных разъединителей без заземлителей. Условное обозначение В структуре условного обозначения привода ПДГ-9-ХХУХЛ1 принято: П - привод; Д - двигательный; Г - коммутирующие устройства типа ПУ на базе герконов; 9 - модификация; ХХ - цифры 00-07 - условное обозначение типоисполнения; УХЛ1 - климатическое исполнение и категории 0размещения по ГОСТ 15150-69. Конструкция Привод состоит из двух блоков: исполнительного и управления. Связь между блоками осуществляется электрическим кабелем при монтаже на месте эксплуатации. Блок управления представляет собой шкаф, в котором размещены электрические аппараты управления, защиты и сигнализации. На дне шкафа установлен электрический обогреватель и размещены кабельные вводы. Дверь шкафа установлена на шарнирах, имеет встроенный внутренний замок и закрывается специальным ключом через отверстие в ручке двери. Исполнительный блок состоит из моторредуктора, блока коммутации, выполненного на переключающих устройствах типа ПУ, зубчатой конической передачи для ручного оперирования (при наладочных работах и аварийных ситуациях) при помощи съемной рукоятки, обогревательного устройства, установленного в корпусе блока. Передача движения от выходного вала моторредуктора на коммутирующее устройство, осуществляется с помощью ‘’мальтийского’’ механизма. Все узлы исполнительного блока смонтированы в корпусе, который закрывается дверью на шарнирах. Дверь исполнительного блока имеет встроенные спецзамки, как и на блоке управления, которые закрываются тем же ключом, что и блок управления. Как и в блоке управления, доступ к отверстию специального замка может перекрываться дужкой навесного замка. Преимущества приводов типа ПДГ-9УХЛ1 1. Управление приводом на включение и отключение разделено, что исключает ошибки персонала при оперировании. 2. Дистанционное управление имеет реле команды “включить’’ и “отключить”. 3. Блок управления привода можно выносить на любое расстояние из зоны оперирования. 4. При наличии заземлителей управление осуществляется с одного блока управления, а также предусмотрена электрическая блокировка от ошибочных операций. 5. В шкафах блоков установлены автоматические обогреватели, включение и отключение которых происходит автоматически в зависимости от температуры окружающего воздуха. 6. Для исключения конденсации влаги дополнительно установлены постоянные подогреватели мощностью: 25 Вт в блоке управления, 10 Вт в исполнительном блоке. 7. Исполнительный блок выполнен на базе планетарного мотор-редуктора, что позволило значительно снизить массу и габариты привода и снизить трудоемкость обслуживания (не требуется замена смазки в редукторе в течение всего срока службы). 8. Коммутирующие устройства вспомогательных цепей выполнены на базе герконов, позволяющих повысить надежность и долговечность коммутирующих устройств. 9. По заказу привод может быть выполнен на постоянном токе напряжением 220 В. 10. Конструкция привода позволяет проводить монтаж разъединителя без сварки. Ручной привод типа ПРГ-5УХЛ1 Предназначен для ручного оперирования контактными ножами или заземлителями разъединителей новой серии РГ на номинальное напряжение 35 кВ. В структуре условного обозначения привода ПРГ-ХХ-5УХЛ1 принято: П - привод; Р - ручной; Г- коммутирующие устройства типа ПУ на базе герконов; ХХ - исполнение в зависимости от количества коммутируемых вспомогательных цепей ПУ; 00 - 8 цепей (для заземлителей); 01- 16 цепей (для разъединителей); 5- модификация; УХЛ1- климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69. Конструкция Привод состоит из корпуса, выходного вала, механизма блокировки на базе электромагнитного замка ЗБ-1МУХЛ1, механизма переключения, рукоятки оперирования и кабельных вводов. Доступ к внутренним механизмам привода (при монтаже и наладке) осуществляется после отпирания замка специальным ключом и опускания крышки корпуса. Для соединения с валом разъединителя или заземлителя на выходном валу крепится прижим, который позволяет осуществлять регулировку при включении-отключении разъединителя или заземлителя. Рукоятка оперирования имеет возможность фиксирования осью в горизонтальном положении, а по окончании оперирования устанавливаться вертикально и запираться висячим замком. Преимущества приводов типа ПРГ-5УХЛ1 1. Упрощение конструкции привода за счет исключения дополнительных передаточных звеньев от вала привода к валу ПУ, так как вал переключающего устройства расположен соосно с выходным валом привода. 2. Опоры выходного вала выполнены на подшипниках, не требующих смазки в течение всего срока эксплуатации. 3. Рукоятка привода является составной частью конструкции привода и не требует удлинителя при оперировании. Выполнена откидной с возможностью замыкания навесным замком в крайних положениях привода. 4. Прижимы позволяют выполнять соединение вала привода с валами контактных ножей и заземлителей через шарнирное соединение без сварочных операций. 5. Выходной вал привода выполнен удлиненным, имеет рифление, по которому рукоятка оперирования перемещается вверх-вниз. Это позволяет осуществлять монтаж приводов на близком расстоянии друг от друга. 6. Корпус, крышки выполнены литыми из силуминового сплава. Разъединители серии РГ на напряжения 330 и 500 кВ и номинальный ток 3150 А В 2003 году ЗАО «ЗЭТО» разработаны разъединители четвертого поколения серии РГ на 330 – 500 кВ. Все стальные части разъединителей и приводов, монтажные и соединительные элементы, крепеж имеют стойкое покрытие термодиффузионным или горячим цинком. Разъединители серии РГ на 330 и 500 кВ обладают высокими эксплуатационными качествами, исключающими необходимость обслуживания в течение всего срока службы. Разъединители этой серии полностью отвечают совре- менным требованиям. ТИПЫ ИСПОЛНЕНИЯ Для новых ОРУ разъединители имеют обозначение серии РГ и устанавливаются с опорными стойками, входящими в комплект поставки, на шпильки бетонных фундаментов. Для ремонтных целей разъединители имеют обозначение серии РГР, по присоединительным размерам соответствуют разъединителям серии РНДЗ и могут быть установлены на существующие опорные конструкции из бетонных свай при замене старых аппаратов новыми. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ Разъединители серии РГ по сравнению с разъединителями других серий имеют следующие конструктивные особенности: 1. На главных ножах применены (взамен гибких связей) скользящие поворотные контакты с вращением на закрытых шарикоподшипниках с заложенной в них смазкой на весь срок службы и с герметичным уплотнением подшипников и контактов. 2. Основной контакт главных ножей выполнен в виде «кулак-пальцы», что исключает выход из контакта под действием эксплуатационных нагрузок и не требует дополнительной регулировки. 3. Все контактные поверхности токоведущего контура имеют покрытие гальваническим оловом или серебром. 4. Заземлители рубяще-поступательного действия (без пружин компенсации веса), конструкция которых обеспечивает надежную фиксацию во включенном положении от сил отброса при токах короткого замыкания. 5. Имеется механическая блокировка. 6. Увеличена жесткость рамы разъединителя. 7. Требуются минимальные усилия при управлении главными ножами и заземлителями за счет применения во всех узлах трения вращения закрытых шарикоподшипников или шарнирных вилок, не требующих смазки в течение всего срока службы. 8. Обеспечена полная защита основного контакта от обледенения. 9. Экранная арматура и противогололедные кожухи выполнены из алюминиевых сплавов, что исключает обслуживание (покраску) при эксплуатации. 10. Изоляторы выполнены из высокопрочного фарфора. ПРИВОД Управление главными ножами и заземлителями осуществляется модернизированными двигательными приводами ПД-10УХЛ1 с улучшенными характеристиками: 1. Время оперирования сокращено до 10 сек. (скорость коммутации разъединителя увеличена вдвое). 2. Блок управления и исполнительный блок объединены (исключен межблочный электромонтаж) и размещены в алюминиевом шкафу. 3. Применен переключатель управления «местное – дистанционное». 4. Повышена надежность коммутирующих устройств внешних вспомогательных цепей за счет применения микровыключателей. 5. Механизм переключения коммутирующих устройств – прямого действия (сокращено количество кинематических звеньев). 6. Обеспечена герметичность уплотнения редуктора и дверей шкафа за счет применения прокладок из силиконовой резины. 7. Возможна быстрая замена двигателя. 8. Обеспечен доступ в шкаф привода с трех сторон. 9. Применены: самогерметизируемые кабельные вводы фирмы Siemens; безвинтовые клеммные зажимы фирмы Weidmuller; автоматические выключатели фирмы Schneider Eleсtric; терморегулятор фирмы Siemens; долговечные лампы сигнализации фирмы «Протон-оптоэлектроника». РАЗЪЕДИНИТЕЛИ ТИПА РПГ на классы напряжений 330, 500 и 750 кВ и номинальный ток 3150 А РПГ.2-500II/3150 УХЛ 1 во включенном положении РПГ.2-500II/3150 УХЛ 1 в отключенном положении Условное обозначение В структуре условного обозначения РПГ.Х1 - Х2. II/3150 УХЛ1 принято: Р - разъединитель; П - полупантографного типа; Г - с горизонтальным разрывом; Х1 - количество заземлителей 1 или 2; Х2 - номинальное напряжение 330 или 500 кВ; II степень загрязнения изоляции по ГОСТ 9920-89 (В исполнении I индекс от РПГ.2-330II/3150УХЛ1 в отключен ном положении. сутствует); 3150 - номинальный ток, А; УХЛ - климатическое исполнение; 1 категория размещения (наружная установка). Технические характеристики Таблица РПГ-500.II/3150УХЛ1 РПГ-500/3150УХЛ1 РПГ-330.II/3150УХЛ1 Обозначение Разъединителей РПГ-330/3150УХЛ1 Наименование технических характеристик Номинальное напряжение, кВ 330 500 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 362 525 Номинальный ток, А Наибольший пик номинального кратковременного тока (ток электродинамической стойкости), кА 3150 160 Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА Время протекания номинального кратковременного выдерживаемого тока, с - для контактных ножей - для заземлителей Номинальная частота, Гц 63 2 1 50, 60 Верхнее рабочее значение температуры воздуха, 0С Нижнее рабочее значение температуры воздуха, 0С +40 - 60 КОНСТРУКЦИЯ Разъединители изготавливаются в виде отдельных полюсов и поставляются для монтажа однополюсных установок (рис. ). Полюс разъединителей представляет собой двухколонковый аппарат со складывающимся в вертикальной плоскости контактным ножом, который устанавливается на одной из двух опорных изоляционных колонн. На второй опорной изоляционной колонне устанавливается неподвижный контакт разъединителей. Движение от привода на контактный нож передается через поворотный изолятор системой тяг и рычагов. Разъединители в зависимости от заказа изготавливаются с одним или двумя заземлителями, которые в процессе оперирования совершают поворотнопоступательное движение. Между контактным ножом и заземлителями предусмотрена электрическая блокировка, выполняемая в приводах. Управление контактным ножом и заземлителями осуществляется электродвигательными приводами типа ПДГ-8УХЛ1 с дистанционным управлением. Привода комплектуются переключающими устройствами типа ПУ на базе герконов взамен коммутирующих устройств типа КСА и модернизированной электромагнитной блокировкой типа ЗБ-1М с ключами магнитным КМ-1 и электромагнитным КЭЗ-1М. Опорные керамические изоляционные колонки разъединителей устанавливаются на стальные опорные стойки, входящие в комплект поставки. Тип Размеры в мм L РПГ6615 330/3150УХЛ1 РПГ330.II/3150УХЛ1 РПГ8015 500/3150УХЛ1 РПГ500.II/3150УХЛ1 Масса, кг L1 3950 L2 2800 H 5570 1819 1945 5350 4200 7400 2410 2572 Массы разъединителей указаны для варианта с 2- мя заземлителями ПРЕИМУЩЕСТВА Разъединители полупантографные типа РПГ по сравнению с выпускаемыми разъединителями горизонтально-поворотного типа имеют следующие преимущества: 1. Уменьшен габарит разъединителей по ширине на уровне частей, находящихся под напряжением, что позволяет уменьшить расстояния между полюсами и площади, занимаемые ими на подстанциях, на 20 %. 2. Разъемные контакты контактного ножа и заземлителей ламельного типа. Ламели выполнены из бронзового сплава и за счет своей упругости создают контактное нажатие, не требующее регулировки в эксплуатации в течение всего срока службы. 3. Неподвижный контакт поворотного типа, создающий малое распирающее усилие, действующее на изоляторы, при включении. 4. В шарнире складывающегося контактного ножа расположены скользящие контакты, контактные поверхности которых покрыты серебром. 5. Гибкие связи заземлителей выполнены из плетеного медного провода, покрытого оловом. 6. Заземлители при включении входят в контакты снизу вверх и надежно зафиксированы от сил отброса при токах короткого замыкания. 7. Полная защита ламельных разъемных контактов контактного ножа и заземлителей от обледенения. 8. Изоляторы опорных и поворотных изоляционных колонок выполнены из высокопрочного фарфора. 9. Поворотный изолятор, который передает движение на контактный нож, работает только на кручение. 10. При регулировке разъединителя поворот опорных изоляторов производится вместе с опорными стойками. 11. Экранная арматура и противогололедные кожухи выполнены из алюминиевых сплавов, что исключает обслуживание (покраску) в эксплуатации в течение всего срока службы. 12. Все стальные части разъединителей имеют стойкие антикоррозионные покрытия горячим и термодиффузионным цинком. 13. Контактная система изготовлена из меди и алюминиевых сплавов с покрытием контактных поверхностей оловом и серебром. Контактные поверхности разъемного контакта имеют напайки из пластинчатого серебра. 14. Все основные узлы трения выполнены на основе закрытых шарикоподшипников с заложенной в них долговременной смазкой и не требуют дополнительной смазки в течение всего срока службы. 15. В комплект поставки входят соединительные элементы между разъединителем и приводами, опорные стойки под изоляторы, крепеж для подсоединения подводящей ошиновки и крепления опорных стоек к фундаменту. 16. Разъединители поставляются укрупненными сборочными единицами, что позволяет значительно уменьшить затраты при монтаже. Разъединители двухколонковые горизонтально-поворотного типа серии SGF для наружной установки. Разъединители серии SGF предназначены для создания видимых разрывов в электрических цепях и заземления отключенных участков. Они также пригодны для коммутации малых токов или таких токов, при которых на их выводах не происходит значительного изменения напряжения. Они могут применяться на высоковольтных подстанциях любого типа, с номинальным напряжением 110-550 кВ. Разъединители выпускаются на номинальные токи от 1600 до 4000 А (в зависимости от типа). Для заземления отключенных участков цепи каждый полюс разъединителя может быть оборудован одним или двумя заземляющими ножами. Преимущества Сварные алюминиевые токопроводы с минимумом контактных точек, подверженных коррозии. Их электрическая проводимость не изменяется в течение всего срока службы. Отсутствие дополнительных пружин в контактных узлах, что повышает их надежность. Прочные поворотные основания обеспечивают отсутствие деформаций при высоких статических и механических нагрузках на высоковольтные выводы. Повышенная механическая прочность позволяет осуществлять переключения при толщине льда до 20 мм. Фиксирование приводных механизмов в крайних положениях, исключающее возможность переключения от внешних воздействий, таких как ураганы, вибрации или землетрясения. Низкие эксплуатационные затраты обеспечиваются применением специальных материалов, закрытой конструкцией поворотных оснований и высоковольтных выводов в сочетании с долговременной смазкой; разъединители практически не требуют ухода при эксплуатации. Отсутствие лакокрасочных покрытий. Защита всех стальных элементов конструкции от коррозии выполнена методом горячего цинкования. Таблица 1 Разъединители серии SGF — типы и технические характеристики Класс напряжения сети 110 кВ 150 кВ 220 кВ 330 кВ Обозначение типа SGF123n* SGF170n* SGF245n* SGF420pc* (SGF123p*) (SGF170p*) (SGF245p*) (SGF420q*) Дополнительное обозначение: – с 1 встроенным заземлителем – с 2 встроенными заземлителя- +1Е/** ми +2Е/** +1Е/** +2Е/** +2Е/** Номинальное напряжение, кВ 110 150 220 330 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 126 172 252 363 Номинальный ток, А 1600 (2500) 1600 (2500) 1600 (2500) 3150 (4000) +1Е/** +1Е/** +2Е/** Ток электродинамической стой- 100 кости для разъединителя и заземлителя, кА 100 100 125 Ток термической стойкости для 40 разъединителя и заземлителя, кА 40 40 (50) 50 Разрывная способность в трех- 2 2 1,5 1,5 фазной цепи при индуктивной или емкостной нагрузке, А * Обозначение типа дополняется значением тока электродинамической стойкости. ** Обозначение дополняется цифрой, обозначающей количество приводов, и типом привода. Разъединители наружной установки вертикально-поворотного типа РНВЗ750/4000 УХЛ1. Предназначены для включения и отключения под напряжением обесточенных участков цепи высокого напряжения 750 кВ, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединители наружной установки телескопического типа РТЗ-1150/4000 У1. Предназначены для включения и отключения под напряжением обесточенных частей распределительного устройства и отдельных аппаратов, выводимых в ремонт. Разъединитель устанавливается в сети напряжением 1150 кВ переменного тока частотой 50 Гц с эффективно заземленной нейтралью. В предыдущие годы в электроэнергетике большое распространение нашли так называемые упрощенные электрические схем подстанций с применением отделителей и короткозамыкателей. Отделитель предназначен для быстрого автоматического отключения (отсоединения) поврежденных участков электрических цепей в бестоковую паузу при подаче на него соответствующего сигнала. Конструктивно он представляет собой обычный трехполюсный разъединитель, снабженный пружинным приводом. Бестоковая пауза создается головным выключателем, который срабатывает либо от релейной защиты, либо от короткозамыкателя. Время их отключения составляет 0,5-1с. Отделители, так же как и разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Отделители могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания (холостого хода) трансформатора, но отключать ток К.З., возникающий при срабатывании короткозамыкателя, отделителем нельзя. Поэтому в схемах управления ОД и КЗ имеется блокировка, которая запрещает отключение отделителя, если через измерительные трансформаторы тока, установленные в цепи короткозамыкателя проходит ток. Отделители серии ОД (двухколонковые) отличаются от разъединителей серии РНД только устройством привода. Они снабжены принужденными приводами, действующими при подаче соответствующей команды на отключение. Включение производится вручную. Короткозамыкатели предназначены для создания преднамеренного КЗ на землю на линиях напряжением 35-220 кВ при повреждениях в трансформаторе понижающей подстанции. На электрических станциях их применяют для заземления нейтралей силовых трансформаторов Конструктивно это одно- или двухполюсный разъединитель с пружинным приводом. Контактная система короткозамыкателя должна выдерживать расчетные токи КЗ цепи, в которую он устанавливается Рис. 7 Короткозамыкатель 35 кВ открытого типа. Короткозамыкатель (рис.7) имеет один опорный изолятор 1, на головке которого установлен неподвижный контакт 2 и зажим 3 для присоединения провода. Заземляющей нож 4 укреплен на волу 5 и при включении поворачивается на угол 60 градусов. Короткозамыкатель снабжен пружинным приводом, действующим на включение. Отключение производится вручную. Контактная система короткозамыкателя рассчитана на включение КЗ. Время срабатывания составляет 0.4 с. Поясним назначение отделителей и короткозамыкателей на следующем примере. К одиночной линии 35-220 кВ (рис. 8) присоединены два понижающих трансформатора через разъединители QS или выключатели нагрузки, но без силовых выключателей в целях ради экономии средств. В случае повреждении одного из трансформаторов он должен быть отключен вместе с линией линейным выключателем Q, расположенном на значительном расстоянии. Релейная защита, установ- ленная в начале линии, может не сработать при внутреннем повреждении трансформатора, если ток мал. Срабатывает более чувствительная защита трансформатора (дифференциальная, газовая). Она подает команду на включение короткозамыкателя QN. В эффективно-заземленных сетях достаточно иметь однополюсной короткозамыкатель; в незаземленных и компенсированных сетях необходимо иметь двухполюсный короткозамыкатель. При срабатывание короткозамыкателя ток резко увеличивается, и линейная защита отключает линию вместе с трансформатором. После отключения линии срабатывает отделитель QR и изолирует поврежденный трансформатор от сети. Линия включается повторно (автоматически), и электроснабжение потребителей, присоединенных к другим трансформаторам, восстанавливается. Поврежденный трансформатор выводится в ремонт. Однако невысокие показатели надежности отделителей и короткозамыкателей вынуждают устанавливать в место них высоковольтные выключатели для повышения надежности электроснабжения. Упрощенные схемы подстанций в настоящее время практически не используются. Контрольные вопросы: поясните назначение разъединителей, отделителей и короткозамыкателей. Область их применения? классификация разъединителей отделителей и короткозамыкателей? конструктивные особенности разъединителей отделителей и короткозамыкателей. перечислите преимущества новых серий разъединителей? как выбираются и проверяются разъединители, отделители и короткозамыкатели
